Fizyk uwięził światło. Jego wynalazek może odmienić nasz świat!

Czy światło da się uwięzić w konkretnej przestrzeni fizycznej i kontrolować? Niejeden naukowiec zastanawiał się nad taką możliwością, a jednak, dopiero teraz odkryto co jest nam potrzebne do osiągnięcia tego celu.

Profesor z Uniwersytetu w Toronto - Sajeev John, odkrył mechanizmy umożliwiające zamknięcie i kontrolowanie światła. Dzięki swojemu przełomowemu odkryciu, które otwiera cały wachlarz nowych możliwości rozwoju w licznych branżach obecnej technologii, Sajeev John został mianowany tegorocznym laureatem Złotego Medalu im. Gerharda Herzberga, najwyższego wyróżnienia przyznawanego przez kanadyjską Radę Nauk Przyrodniczych i Inżynieryjnych (NSERC). Nagroda ta jest nie tylko bardzo prestiżowa, ale ponadto zapewnia finansowanie badań do kwoty 1 miliona dolarów w ciągu pięciu lat. W oświadczeniu NSERC widnieje:

"Dzięki jego odkryciom możliwe będzie przetwarzanie informacji optycznie, a nie elektronicznie – jak dotąd, co uczyni technologię superkomputerów bardziej stabilną i skalowalną, w porównaniu do komputerów kwantowych"

Badania profesora Sajeev John’a dostarczają rozwiązania problemu polegającego na tym, że fotony nie mają tendencji do przepływu ograniczonymi ścieżkami, jak elektrony, ale rozpraszają się lub są absorbowane.

Badania profesora Johna pozwalają opracować zupełnie nowe materiały, dzięki którym będzie można nie tylko więzić fotony w konkretnym obszarze fizycznym, ale także ograniczać ich ruch do wyznaczonych mikroskopowych ścieżek, analogicznie do sposobu, w jaki ruch elektronów jest kontrolowany w skali nanometrycznej w półprzewodnikach (źródło 1)

Nowe materiały, których opracowanie, praktyczne wdrożenie, a także dalszy rozwój, umożliwiają odkrycia dokonane przez Dr. Sajeev John’a, mogłyby być wykorzystywane w nieinwazyjnych operacjach laserowych oraz w produkcji innowacyjnych ogniw słonecznych. Celem fizyka z Toronto jest stworzenie cienkich, lekkich, elastycznych, wysokowydajnych ogniw słonecznych poprzez wykorzystanie kryształów fotonicznych do wychwytywania światła. Naukowiec przewiduje zastosowanie nowych materiałów w budynkach, pojazdach, a nawet - ze względu na ich wyjątkowo niską wagę - w ubraniach, które na co dzień nosimy.

Materiały z fotoniczną przerwą w paśmie umożliwiają prowadzenie światła przez kabel z pustym rdzeniem! Dzięki tej technologii, skupione wiązki światła mogłyby być stosowane w operacjach na pacjentach, dla których tradycyjne zabiegi laserowe stanowią zbyt duże ryzyko.

Jak doszło do tak osobliwego odkrycia? Otóż, początkowo Sajeev John starał się dowiedzieć, czy możliwe jest uwięzienie fal dźwiękowych. Wkrótce jednak naukowiec zdał sobie sprawę, iż uczynienie tego samego ze światłem byłoby prawdziwym przełomem, ponieważ – jak wszyscy dobrze wiemy – jest ono wszędzie! Dr. Sajeev postanowił zatem skupić się na tym zagadnieniu i sprawdzić, czy światło dałoby się uwięzić i kontrolować. Po opracowaniu wstępnego projektu, kolejnym krokiem było znalezienie i zgrupowanie ekspertów z dziedziny materiałoznawstwa i fizyki półprzewodników, aby faktycznie zrealizować wstępne, teoretyczne założenia.

Mając na celu przetestowanie i sprawdzenie wydajności swoich projektów, naukowiec podjął ścisłą współpracę z innymi ekspertami z całego świata, w efekcie czego, badaczom w końcu udało się opracować materiały z fotoniczną przerwą pasmową.

Jak oznajmił Sajeev John, profesor stara się obecnie wykorzystać swoje odkrycie w zapobieganiu niszczącym nasz ekosystem zmianom klimatycznym:

"Obszar, którym jestem teraz najbardziej podekscytowany, to wykorzystanie koncepcji przechwytywania światła do łapania światła słonecznego"

Bibliografia:

1 - University of Toronto - U of T's Sajeev John receives Gerhard Herzberg Canada Gold Medal for work on harnessing flow of photons.